DE102008043367A1 - Hybrid drive device - Google Patents

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Paul Esse
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Abstract

Hybridantriebseinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere zum Antrieb des Kraftfahrzeuges, und eine Elektromaschine (4), insbesondere zum Antrieb des Kraftfahrzeuges, mit einer Hohlachse und wenigstens einem an der Hohlachse angeordneten Stator (5) oder mit einer Hohlwelle (8) und wenigstens einem an der Hohlwelle (8) angeordneten Rotor (6), wobei die Hybridantriebseinrichtung wenigstens ein Mittel (9) zum Fördern eines Kühlfluides, insbesondere Luft, durch die Hohlachse oder die Hohlwelle (8) aufweist, um den Stator (5) oder Rotor (6) zu kühlen.Hybrid drive device, in particular for a motor vehicle, comprising an internal combustion engine, in particular for driving the motor vehicle, and an electric machine (4), in particular for driving the motor vehicle, with a hollow axle and at least one stator (5) arranged on the hollow axle or with a hollow shaft (8 ) and at least one rotor (6) arranged on the hollow shaft (8), wherein the hybrid drive device has at least one means (9) for conveying a cooling fluid, in particular air, through the hollow axle or the hollow shaft (8) around the stator (5). or rotor (6) to cool.

Description

Die vorliegenden Erfindung betrifft eine Hybridantriebseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Kraftfahrzeug und eine Elektromaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 13.The The present invention relates to a hybrid drive device according to the The preamble of claim 1, a motor vehicle and an electric machine according to the preamble of claim 13.

Stand der TechnikState of the art

Hybridantriebseinrichtungen mit einer Verbrennungskraftmaschine und einer Elektromaschine werden beispielsweise eingesetzt, um Kraftfahrzeuge anzutreiben. Die als Motor und Generator fungierenden Elektromaschine in dem Kraftfahrzeug weist eine Achse oder Welle mit einem daran angeordnete Stator oder Rotor auf. Der Stator oder Rotor gibt Abwärme an die Achse- oder Welle aus Metall ab. Besonders bei einem oberen Drehzahlbereich der Hybridantriebseinrichtung treten große Abwärmemengen auf, so dass ein dauerhafter Betrieb der Hybridantriebseinrichtung in diesem Drehzahlbereich nur bei einer ausreichenden Kühlung des auf der Achse oder Welle angeorndneten Stators oder Rotors gewährleistet ist. Es ist bereits bekannt, die Achse oder Welle als Hohlachse oder Hohlwelle auszuführen.Hybrid drive devices with an internal combustion engine and an electric machine used, for example, to drive motor vehicles. As Engine and generator functioning electric machine in the motor vehicle has an axis or shaft with a stator or Rotor on. The stator or rotor releases waste heat to the axle or wave of metal. Especially at a high speed range the hybrid drive device, large amounts of waste heat occur, so that a permanent operation of the hybrid drive device in This speed range only with sufficient cooling ensures the angeorndneten on the axis or shaft stator or rotor is. It is already known, the axis or shaft as a hollow axle or hollow shaft.

Die WO 2005/116449 A1 zeigt einen hermetisch abgedichteten Kompressor in einem abgedichteten Behälter für Haushaltskühlschränke oder -gefriertruhen. Zur Reduzierung des Verbrauches an elektrischer Energie und für eine Verringerung der Geräuschemissionen befindet sich in dem Behälter Öl mit einer geringen Viskosität. Eine Hohlwelle wird beispielsweise mit einer Rotationsfrequenz von 20 Hz bewegt, um das Öl zu fördern. Am unteren Ende der vertikal ausgerichteten Hohlwelle ist eine erste als Zentrifugalpumpe ausgebildete Pumpe vorhanden. Spiralförmig Rillen an der Innenseite der Hohlwelle dienen als zweite und dritte Pumpe zur Fördern des Öl in der Hohlwelle nach oben, um eine äußere Oberfläche der Hohlwelle als Hauptwelle und eines Lagers zu schmieren.The WO 2005/116449 A1 shows a hermetically sealed compressor in a sealed container for household refrigerators or freezers. To reduce the consumption of electrical energy and to reduce the noise emissions is in the container oil with a low viscosity. For example, a hollow shaft is moved at a rotation frequency of 20 Hz to convey the oil. At the lower end of the vertically oriented hollow shaft, a first designed as a centrifugal pump is present. Spiral grooves on the inside of the hollow shaft serve as second and third pumps for conveying the oil in the hollow shaft upward to lubricate an outer surface of the hollow shaft as a main shaft and a bearing.

Aus der JP 2006-230154 ist eine Elektromaschine mit einer Hohlachse und einem an der Hohlachse angeordneten Stator bekannt. Um den stationären Stator rotiert ein Rotor mittels einer Lagerung auf der Hohlachse. Ein Gebläse fördert Luft zur Kühlung durch die Hohlachse, um die Hohlachse und den Stator zu kühlen.From the JP 2006-230154 is an electric machine with a hollow shaft and a stator arranged on the hollow shaft known. A rotor rotates about the stationary stator by means of a bearing on the hollow axle. A fan delivers air for cooling through the hollow axle to cool the hollow axle and the stator.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Eine erfindungsgemäße Hybridantriebseinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfasst eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere zum Antrieb des Kraftfahrzeuges, und eine Elektromaschine, insbesondere zum Antrieb des Kraftfahrzeuges, mit einer Hohlachse und wenigstens einem an der Hohlachse angeordneten Stator oder mit einer Hohlwelle und wenigstens einem an der Hohlwelle angeordneten Rotor, wobei die Hybridantriebseinrichtung wenigstens ein Mittel zum Fördern eines Kühlfluides, insbesondere Luft, durch die Hohlachse oder die Hohlwelle aufweist, um den Stator oder Rotor und die Hohlachse oder die Hohlwelle zu kühlen. In besonders vorteilhafter und einfacher Weise wird damit die Wärme aus einem Innenraum der Hohlwelle oder Hohlachse durch Konvektion, d. h. Massetransport, durch das Kühlfluid, insbesonder Luft, abgeleitet und daduch die Kühlleistung wesentlich verbessert. Die Hybridantriebseinrichtung kann damit über einen längeren Zeitraum mit hohen Drehzahlen sicher und zuverlässig betrieben werden ohne dass die Gefahr von Störungen besteht.A Hybrid drive device according to the invention, in particular for a motor vehicle, includes an internal combustion engine, in particular for driving the motor vehicle, and an electric machine, in particular for driving the motor vehicle, with a hollow axle and at least one arranged on the hollow shaft stator or with a hollow shaft and at least one arranged on the hollow shaft Rotor, wherein the hybrid drive means at least one means for conveying a cooling fluid, in particular air, through the hollow shaft or the hollow shaft to the stator or Rotor and the hollow axle or the hollow shaft to cool. In particularly advantageous and simple way is thus the heat from an interior of the hollow shaft or hollow shaft by convection, d. H. Mass transport, by the cooling fluid, in particular Air, derived and duch the cooling performance essential improved. The hybrid drive device can thus over safe and secure for a long period of time be operated reliably without the risk of interference consists.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das wenigstens eine Mittel eine Strömungsmaschine. Strömungsmaschinen, z. B. ein Gebläse oder Schaufeln an einem Laufrad, sind in der Herstellung preiswert und im Betrieb zuverlässig.In In another embodiment, the at least one means is one Flow machine. Turbomachines, z. B. a Blowers or blades on an impeller are in production inexpensive and reliable in operation.

In einer Variante weist die Strömungsmaschine wenigstens eine an einem Laufrad angeordnete Schaufel auf.In In one variant, the turbomachine has at least one arranged on an impeller blade.

Zweckmäßig ist die wenigstens eine Schaufel innerhalb oder außerhalb eines Innenraumes der Hohlachse angeordnet. Bei einer Anordnung der wenigstens einen Schaufel innerhalb des Innenraumes wird kein zusätzlicher Bauraum außerhalb der Hohlwelle benötigt.expedient is the at least one shovel inside or outside an interior of the hollow axle arranged. In an arrangement the at least one blade within the interior becomes no additional space outside the hollow shaft needed.

In einer ergänzenden Ausgestaltung ist die Strömungsmaschine von einem, vorzugsweise elektrischen, Antriebsmotor, antreibbar.In a complementary embodiment is the turbomachine from a, preferably electric, drive motor, driven.

Vorzugsweise ist mit der Hohlwelle die Strömungsmaschine, insbesondere die wenigstens eine Schaufel, zum Fördern des Kühlfluides durch die Hohlwelle verbunden, so dass eine Rotationsbewegung der Hohlwelle eine Rotationsbewegung wenigstens eines Teils der Strömungsmaschine, insbesondere der wenigstens einen Schaufel, bedingt. Ein zusätzliches Laufrad sowie ein Antriebsmotor für die Schaufeln wird somit nicht benötigt, weil die rotierende Hohlwelle als Laufrad für die Schaufeln dient.Preferably is with the hollow shaft, the turbomachine, in particular the at least one blade, for conveying the cooling fluid connected by the hollow shaft, so that a rotational movement of Hollow shaft rotational movement of at least part of the turbomachine, in particular the at least one blade, conditioned. An additional Impeller and a drive motor for the blades is thus not needed, because the rotating hollow shaft as Impeller for the blades is used.

In einer weiteren Ausführungsform ist die wenigstens eine Schaufel als ein Gewinde oder eine Schnecke an der Innenseite der Hohlwelle ausgebildet.In In another embodiment, the at least one Shovel as a thread or a screw on the inside of the Hollow shaft formed.

Insbesondere ist das Gewinde oder die Schnecke einteilig mit einer Hohlwelle ausgebildet ist. Dadurch wird kein zusätzliches Bauteil benötigt.Especially the thread or the screw is integral with a hollow shaft is trained. As a result, no additional component needed.

In einer ergänzenden Ausgestaltung ist durch die Hohlwelle mittels einer von einem, vorzugsweise elektrischen, Antriebsmotor angetriebenen Strömungsmaschine, insbesondere mit wenigstens einer an einem Laufrad angeordneten Schaufel, das Kühlfluid förderbar. Dadurch wird durch die Hohlwelle die Luft sowohl von den z. B. als Gewinde ausgebildeten Schaufeln an der Innenseite der Hohlwelle als auch von den mittels eines Antriebsmotors angetriebenen Schaufeln durch den Innenraum der Hohlwelle gefördert.In a supplementary embodiment through the hollow shaft by means of one of a, preferably electric, drive motor driven turbomachine, in particular with at least one arranged on an impeller blade, the cooling fluid conveyed. As a result, through the hollow shaft, the air from both the z. B. formed as a thread blades on the inside of the hollow shaft and the driven by a drive motor blades through the interior of the hollow shaft.

In einer Variante ist die Hohlachse oder Hohlwelle innenseitig mit Kühlrippen versehen. Damit kann die Wärmeübertragung von der Innenseite der Hohlwelle auf das Kühlfluid, insbesondere Luft, verbessert und damit die Kühlleistung erhöht werden.In a variant is the hollow axle or hollow shaft with the inside Provided cooling fins. This can heat transfer from the inside of the hollow shaft to the cooling fluid, in particular Air, improves and thus increases the cooling capacity become.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Hybridantriebseinrichtung eine Kupplung zum kraftschlüssigen Verbinden und Trennen der Verbrennungskraftmaschine von einer Antriebswelle, insbesondere der Hohlwelle.In In another embodiment, the hybrid drive device comprises a clutch for non-positive connection and disconnection the internal combustion engine of a drive shaft, in particular the hollow shaft.

In einer zusätzlichen Ausführungsform fungiert die Elektromaschine als Motor bzw. Elektromotor und als Generator bzw. Dynamomaschine. Die Elektromaschine kann damit sowohl zum Antrieb und Beschleunigen des Kraftfahrzeuges als auch zum Bremsen und Verzögern des Kraftfahrzeuges genutzt werden. Beim Verzögern des Kraftfahrzeuges mittels der Elektromaschine kann die kinetische Energie des Kraftfahrzeuges in elektrische Energie umgewandelt werden und in aufladbaren Batterien in dem Kraftfahrzeug gespeichert werden.In an additional embodiment acts the Electric machine as a motor or electric motor and as a generator or Dynamo. The electric machine can thus both the drive and accelerating the motor vehicle as well as braking and decelerating be used of the motor vehicle. When delaying the Motor vehicle by means of the electric machine, the kinetic Energy of the motor vehicle to be converted into electrical energy and stored in rechargeable batteries in the motor vehicle.

In einer Variante ist die Hybridantriebseinrichtung dahingehend ausgebildet, dass als Kühlfluid für den Stator oder den Rotor nur ein Gas, insbesondere Luft, und nicht eine Flüssigkeit verwendet werden kann. Beispielsweise umfasst die Hybridantriebseinrichtung somit keine Dichtungen für eine Flüssigkeit als Kühlfluid zur Kühlung des Stators oder des Rotors. Die Hybridantriebseinrichtung ist damit in der Herstellung besonders preiswert.In In one variant, the hybrid drive device is designed to that as cooling fluid for the stator or the rotor just a gas, especially air, and not a liquid can be used. For example, the hybrid drive device comprises thus no seals for a liquid as Cooling fluid for cooling the stator or the rotor. The hybrid drive device is thus particularly in the production inexpensive.

Das Kraftfahrzeug umfasst aufladbare Batterien. Die Batterien versorgen die Elektromaschine mit elektrischen Strom und beim Verzögern des Kraftfahrezeuges mittels der Elektromaschine können die Batterien von dem von der Elektromaschine erzeugen elektrischen Strom aufgeladen werden. Außerdem können die Batterien auch während eines Stillstandes des Kraftfahrzeug, beispielsweis von einem öffentlichen Stromnetz, aufgeladen werden. Insbesondere sind die Batterien als Lithiumionenbatterien ausgebildet.The Motor vehicle includes rechargeable batteries. The batteries supply the electric machine with electric current and when decelerating of the power tool by means of the electric machine can the batteries of the electric machine generate electric Electricity to be charged. In addition, the batteries can even during a standstill of the motor vehicle, for example from a public power grid, to be charged. Especially the batteries are designed as lithium-ion batteries.

Erfindungsgemäße Elektromaschine mit einer Hohlwelle und wenigstens einem mit der Hohlwelle kinematisch gekoppelten rotierenden Rotor bzw. wenigstens einen an der Hohlwelle angeordneten Rotor, und wenigstens einem, vorzugsweise konzentrisch, um den Rotor angeordneten feststehenden Stator, wobei die Elektromaschine wenigstens ein Mittel zum Fördern eines Kühlfluides durch die Hohlwelle aufweist. Damit ist auch bei Elektromaschinen mit einem innenseitig angeordneten rotierenden Rotor eine effektive Kühlung des Rotors möglich.invention Electric machine with a hollow shaft and at least one with the Hollow shaft kinematically coupled rotating rotor or at least a rotor arranged on the hollow shaft, and at least one, preferably concentric to the rotor arranged fixed Stator, wherein the electric machine at least one means for conveying a cooling fluid through the hollow shaft. This is also in electric machines with an internally arranged rotating rotor effective cooling of the rotor possible.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das wenigstens eine Mittel eine Strömungsmaschine, insbesondere wenigstens eine an einem Laufrad angeordnete Schaufel.In In another embodiment, the at least one means is one Turbomachine, in particular at least one of a Impeller arranged blade.

In einer ergänzenden Ausführungsform fungiert die Hohlwelle als Laufrad und insbesondere ist die wenigstens eine Schaufel an einer Innenseite der Hohlwelle ausgebildet.In a supplementary embodiment, the acts Hollow shaft as an impeller and in particular is the at least one blade formed on an inner side of the hollow shaft.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im Nachfolgenden werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:in the Below are three embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings described. It shows:

1 eine stark schematisierte Darstellung einer Hybridantriebseinrichtung, 1 a highly schematic representation of a hybrid drive device,

2 einen Längsschnitt einer Elektromaschine in einer ersten Ausführungsform, 2 a longitudinal section of an electric machine in a first embodiment,

3 einen Schnitt A-A einer Hohlwelle der Elektromaschine gemäß 2, 3 a section AA of a hollow shaft of the electric machine according to 2 .

4 einen Längsschnitt der Elektromaschine in einer zweiten Ausführungsform, 4 a longitudinal section of the electric machine in a second embodiment,

5 einen Längsschnitt der Elektromaschine in einer dritten Ausführungsform und 5 a longitudinal section of the electric machine in a third embodiment and

6 eine stark schematisierte Ansicht eines Kraftfahrzeuges. 6 a highly schematic view of a motor vehicle.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist eine Hybridantriebseinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug 2 dargestellt. Die Hybridantriebseinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug 2 umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 3 sowie eine Elektromaschine 4, die als Motor und Generator fungiert, jeweils zum Antreiben oder Verzögern des Kraftfahrzeuges 2. Die Verbrennungskraftmaschine 3 und die Elektromaschine 4 sind mittels einer Antriebswelle 20 miteinander verbunden. Die mechanische Koppelung zwischen der Verbrennungskraftmaschine 3 und der Elektromaschine 4 kann mittels einer Kupplung 19 hergestellt und aufgehoben werden. Ferner ist in der Antriebswelle 20, welche die Verbrennungskraftmaschine 3 und die Elektromaschine 4 miteinander koppelt, eine Elastizität 21 angeordnet. Die Elektromaschine 4 ist mit einem Differentialgetriebe 23 mechanisch gekoppelt. In der Antriebswelle 20, welche die Elektromaschine 4 und das Differentialgetriebe 23 miteinander verbindet, ist ein Wandler 22 und ein Getriebe 28 angeordnet. Mittels des Differentialgetriebes 23 werden über die Radachsen 24 die Antriebsräder 25 angetrieben.In 1 is a hybrid drive device 1 for a motor vehicle 2 shown. The hybrid drive device 1 for a motor vehicle 2 includes an internal combustion engine 3 as well as an electric machine 4 , which acts as a motor and generator, respectively for driving or decelerating the motor vehicle 2 , The internal combustion engine 3 and the electric machine 4 are by means of a drive shaft 20 connected with each other. The mechanical coupling between the internal combustion engine 3 and the electric machine 4 can by means of a clutch 19 produced and lifted. Furthermore, in the drive shaft 20 that the internal combustion engine 3 and the electric machine 4 with each other pelt, an elasticity 21 arranged. The electric machine 4 is with a differential gear 23 mechanically coupled. In the drive shaft 20 which the electric machine 4 and the differential gear 23 Connecting with each other is a converter 22 and a gearbox 28 arranged. By means of the differential gear 23 be over the wheel axles 24 the drive wheels 25 driven.

2 zeigt die Elektromaschine 4 für die Hybridantriebseinrichtung 1 als Innenpolmaschine in einer ersten Ausführungsform mit einem feststehenden Stator 5 und einem rotierenden Rotor 6 der Hybridantriebseinrichtung 1 in einer stark vereinfachten Darstellung, so dass beispielsweise elektrische Leitungen, die Wicklungen des Stators 5 und des Rotors 6, Lager und Fixierungsmittel für den Stator 5 nicht dargestellt sind. Eine von einem nicht dargestellten Lager gelagerte Hohlwelle 8 mit einem Außendurchmesser von vorzugsweise 180 mm und einem Innendurchmesser von vorzugsweise 120 mm ist an einer Außenseite mit dem Rotor 6 versehen. Die Hohlwelle 8 besteht aus Metall, z. B. Stahl. Konzentrisch um den Rotor 6 ist der Stator 5 angeordnet, der mittels nicht dargestellter Fixierungsmittel, z. B. ein Gehäuse, nicht beweglich befestigt ist. Die Hohlwelle 8 ist dabei innerhalb der Hybridantriebseinrichtung 1 mit der Antriebswelle 20 der Hybridantriebseinrichtung 1 verbunden bzw. stellt einen Teil der Antriebswelle 20 dar. 2 shows the electric machine 4 for the hybrid drive device 1 as Innenpolmaschine in a first embodiment with a fixed stator 5 and a rotating rotor 6 the hybrid drive device 1 in a highly simplified representation, so that, for example, electrical lines, the windings of the stator 5 and the rotor 6 , Bearings and fixation means for the stator 5 are not shown. A mounted from a bearing, not shown, hollow shaft 8th with an outer diameter of preferably 180 mm and an inner diameter of preferably 120 mm is on an outer side with the rotor 6 Mistake. The hollow shaft 8th consists of metal, z. Steel. Concentric around the rotor 6 is the stator 5 arranged by means not shown fixing means, for. B. a housing, not movably mounted. The hollow shaft 8th is within the hybrid drive device 1 with the drive shaft 20 the hybrid drive device 1 connected or constitutes a part of the drive shaft 20 represents.

Bei einem Betrieb der Hybridantriebseinrichtung 1 in einem höheren Drehzahlbereich, beispielsweise im Bereich von 6.000 U/min, treten an dem Rotor 6 größere Mengen an Abwärme auf, welche mittels Wärmeleitung zu der Hohlwelle 8 übertragen werden. Um die Hybridantriebseinrichtung 1 auch über einen längeren Zeitraum, z. B. mehr als 5 min, betreiben zu können ist eine ausreichende Kühlung des Rotors 6 und der Hohlwelle 8 erforderlich. Hierzu ist die Elektromaschine 4 mit einem Mittel 9 zum Fördern von Luft als Kühlfluid durch einen Innenraum 13 der Hohlwelle 8 versehen, das als eine Strömungsmaschine 10 ausgebildet ist. Anstelle einer Strömungsmaschine 10 könnte auch eine Kolbenmaschine genutzt werden (nicht dargestellt). Die Strömungsmaschine 10 umfasst mehrere Schaufeln 12 als Teile 12 der Strömungsmaschine 10, die innerhalb des Innenraumes 13 an einer Innenseite 14 der Hohlwelle 8 befestigt sind. Die Hohl welle 8 stellt damit auch ein Laufrad 11 für die Schaufeln 12 dar. Aufgrund der rotierenden Schaufeln 12 wirken Strömungskräfte zwischen der Luft und den Schaufeln 12, so dass die Luft durch den Innenraum 13 der Hohlwelle 8 entsprechend der in 2 mit Pfeilen dargestellten Strömungsrichtung gefördert wird. Die hohe Wärmeleitfähigkeit der metallischen Hohlwelle 8 bewirkt, dass sich die von dem Rotor 6 abgegebene Abwärme gut zu einer Innenseite 14 der Hohlwelle 8 geleitet wird. Von der Innenseite 14 der Hohlwelle 8 wird die Wärme auf die Luft als Kühlfluid mittels Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung übertragen. Die auf die Luft übertragene Wärme wird von der strömenden Luft mittels Wärmekonvention aus dem Innenraum 13 der Hohlwelle 8 heraus in die Umgebung geleitet. Zur Erhöhung der Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung von der Innenseite 14 der Hohlwelle 8 auf die Luft sind an der Innenseite 14 der Hohlwelle 8 Kühlrippen 17 (3) vorhanden, die die Oberfläche der Innenseite 14 zu vergrößern.In an operation of the hybrid drive device 1 in a higher speed range, for example in the range of 6,000 rpm, occur on the rotor 6 larger amounts of waste heat, which by means of heat conduction to the hollow shaft 8th be transmitted. To the hybrid drive device 1 also over a longer period, eg. B. more than 5 min, to operate is sufficient cooling of the rotor 6 and the hollow shaft 8th required. This is the electric machine 4 with a means 9 for conveying air as cooling fluid through an interior 13 the hollow shaft 8th provided as a turbomachine 10 is trained. Instead of a turbomachine 10 could also be used a piston engine (not shown). The turbomachine 10 includes several blades 12 as parts 12 the turbomachine 10 inside the interior 13 on an inside 14 the hollow shaft 8th are attached. The hollow shaft 8th thus also provides an impeller 11 for the blades 12 Because of the rotating blades 12 flow forces between the air and the blades 12 so that the air passes through the interior 13 the hollow shaft 8th according to the in 2 is conveyed with arrows illustrated flow direction. The high thermal conductivity of the metallic hollow shaft 8th causes that from the rotor 6 discharged waste heat well to an inside 14 the hollow shaft 8th is directed. From the inside 14 the hollow shaft 8th the heat is transferred to the air as cooling fluid by means of heat conduction and / or thermal radiation. The heat transferred to the air is released from the interior by the flowing air by means of thermal convention 13 the hollow shaft 8th headed out into the environment. To increase the heat conduction and / or heat radiation from the inside 14 the hollow shaft 8th on the air are on the inside 14 the hollow shaft 8th cooling fins 17 ( 3 ) present the surface of the inside 14 to enlarge.

4 zeigt die Elektromaschine 4 für die Hybridantriebseinrichtung 1 in einer zweiten Ausführungsform mit dem Stator 5 und dem Rotor 6 der Hybridantriebseinrichtung 1 in eine stark vereinfachten Darstellung. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform gemäß 2 dargestellt. Als Mittel 9 zum Fördern der Luft durch den Innenraum 13 der Hohlwelle 8 werden anstelle der Schaufeln 12 ein Gewinde 15 oder eine Schnecke 16 an der Innenseite 14 der Hohlwelle 8 verwendet. Das Gewinde 15 oder die Schnecke 16 fördert die Luft als Kühlfuid durch den Innenraum 13 der Hohlwelle 8, um den Rotor 6 zu kühlen. Das Gewinde 15 bzw. die Schecke 16 wirken dabei auch als Kühlrippen 17, so dass dadurch die Kühlleistung zusätzlich erhöht werden kann. Das Gewinde 15 oder die Schnecke 16 kann beim Urformen oder nachgeordneten Herstellungsschritten, z. B. beim Gießen oder Strangpressen, der Hohlwelle 8 einteilig mit der Hohlwelle 8 ausgebildet werden oder als zusätzliches Bauteil, z. B. ein Einsatz, in die Hohlwelle 8 eingesetzt werden. 4 shows the electric machine 4 for the hybrid drive device 1 in a second embodiment with the stator 5 and the rotor 6 the hybrid drive device 1 in a highly simplified representation. In the following, substantially only the differences from the first embodiment will be explained 2 shown. As a means 9 for conveying the air through the interior 13 the hollow shaft 8th be in place of the blades 12 a thread 15 or a snail 16 on the inside 14 the hollow shaft 8th used. The thread 15 or the snail 16 promotes the air as Kühlfuid through the interior 13 the hollow shaft 8th to the rotor 6 to cool. The thread 15 or the piebald 16 They also act as cooling fins 17 , so that thereby the cooling capacity can be additionally increased. The thread 15 or the snail 16 can during prototyping or downstream manufacturing steps, eg. As in casting or extrusion, the hollow shaft 8th in one piece with the hollow shaft 8th be formed or as an additional component, eg. As an insert in the hollow shaft 8th be used.

In 5 ist die Elektromaschine 4 für die Hybridantriebsenrichtung 1 als eine Außenpolmaschine in einer dritten Ausführungsform mit einem Stator 5 und einem Rotor 6 der Hybridantriebseinrichtung 1 in eine stark vereinfachten Darstellung abgebildet. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform gemäß 2 dargestellt. Anstelle einer rotierenden Hohlwelle 7 wird eine feststehende bzw. unbewegliche Hohlachse 7 aus Metall, z. B. Stahl, genutzt, auf dessen Außenseite der feststehende Stator 5 angeordnet ist. Unter Hohlachse 7 werden Teile verstanden, auf denen ein Stator 5 befestigt werden kann und die einen Kanal zum Durchleiten des Kühlfuides aufweisen. Ein rotierendes Gehäuse 26 ist mittels eines Lagers 27 an der feststehenden Hohlachse 7 gelagert und mit der Antriebswelle 20 der Hybridantriebseinrichtung 1 verbunden (nicht dargestellt). Das Gehäuse 26 ist mit dem Rotor 6 verbunden zur Fixierung des Rotors 6. Zur Kühlung des Stators 5 auf der Hohlachse 7 sind in dem Innenraum 13 der Hohlachse 7 auf dem Laufrad 11 Schaufeln 12 angeordnet. Ein elektrischer Antriebsmotor 18 versetzt das Laufrad 11 und damit auch die Schaufeln 12 in eine Rotationsbewegung, um Luft als Kühlfluid durch die Hohlachse 7 zu leiten. Kühlrippen 17 an der Innenseite 13 der Hohlwelle 7 verbessern die Kühlleistung der Luft. Vorzugsweise kann von wenigstens einem nicht dargestellten Temperatursensor die Temperatur an dem Stator und/oder der Hohlachse 7 erfasst werden und mittels einer nicht dargestellten Steuerungseinheit wird der Antriebsmotor 18 nur eingeschaltet, wenn ein bestimmter vorgegebener Temperaturwert an dem Stator 5 und/oder der Hohlachse 7 überschritten wird.In 5 is the electric machine 4 for the hybrid drive direction 1 as a Außenpolmaschine in a third embodiment with a stator 5 and a rotor 6 the hybrid drive device 1 in a simplified representation. In the following, substantially only the differences from the first embodiment will be explained 2 shown. Instead of a rotating hollow shaft 7 becomes a fixed or immovable hollow axle 7 made of metal, z. As steel, used on the outside of the fixed stator 5 is arranged. Under hollow axle 7 are understood parts on which a stator 5 can be attached and have a channel for passing the Kühlfuides. A rotating housing 26 is by means of a warehouse 27 at the fixed hollow axle 7 stored and with the drive shaft 20 the hybrid drive device 1 connected (not shown). The housing 26 is with the rotor 6 connected to fix the rotor 6 , For cooling the stator 5 on the hollow axle 7 are in the interior 13 the hollow axle 7 on the wheel 11 shovel 12 arranged. An electric drive motor 18 puts the wheel 11 and with it the shovels 12 in a rotational movement to air as cooling fluid through the hollow shaft 7 to lead. cooling fins 17 on the inside 13 the hollow shaft 7 improve the cooling capacity of the air. Preferably, at least one temperature sensor, not shown, the temperature at the stator and / or the hollow shaft 7 be detected and by means of a control unit, not shown, the drive motor 18 only switched on when a certain predetermined temperature value at the stator 5 and / or the hollow axle 7 is exceeded.

Die Einzelheiten der verschiedenen Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts Gegenteiliges erwähnt wird.The Details of the various embodiments may be given unless otherwise stated becomes.

Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Hybridantriebseinrichtung 1 wesentliche Vorteile verbunden. Die Kühlung des Stators 5 oder Rotors 6 wird mit einfachen Mittel 9 ausgeführt, so dass bei geringen Herstellungskosten der Hybridantriebseinrichtung 1 eine effektive Kühlung möglich ist. Die Hybridantriebseinrichtung 1 kann damit auch über längere Zeiträume in einem hohen Drehzahlbereich betrieben werden.Overall, considered with the hybrid drive device according to the invention 1 significant benefits. The cooling of the stator 5 or rotor 6 is using simple means 9 executed, so that at low cost of the hybrid drive device 1 effective cooling is possible. The hybrid drive device 1 can thus be operated over a long period of time in a high speed range.

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Claims (14)

Hybridantriebseinrichtung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (2), umfassend – eine Verbrennungskraftmaschine (3), insbesondere zum Antrieb des Kraftfahrzeuges (2), und – eine Elektromaschine (4), insbesondere zum Antrieb des Kraftfahrzeuges (2), mit einer Hohlachse (7) und wenigstens einem an der Hohlachse (7) angeordneten Stator (5) oder mit einer Hohlwelle (8) und wenigstens einem an der Hohlwelle (8) angeordneten Rotor (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridantriebseinrichtung (1) wenigstens ein Mittel (9) zum Fördern eines Kühlfluides, insbesondere Luft, durch die Hohlachse (7) oder die Hohlwelle (8) aufweist, um den Stator (5) oder Rotor (6) zu kühlen.Hybrid drive device ( 1 ), in particular for a motor vehicle ( 2 ), comprising - an internal combustion engine ( 3 ), in particular for driving the motor vehicle ( 2 ), and - an electric machine ( 4 ), in particular for driving the motor vehicle ( 2 ), with a hollow axle ( 7 ) and at least one on the hollow axle ( 7 ) arranged stator ( 5 ) or with a hollow shaft ( 8th ) and at least one on the hollow shaft ( 8th ) arranged rotor ( 6 ), characterized in that the hybrid drive device ( 1 ) at least one means ( 9 ) for conveying a cooling fluid, in particular air, through the hollow axle ( 7 ) or the hollow shaft ( 8th ) to the stator ( 5 ) or rotor ( 6 ) to cool. Hybridantriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Mittel (9) eine Strömungsmaschine (10) ist.Hybrid drive device according to claim 1, characterized in that the at least one means ( 9 ) a turbomachine ( 10 ). Hybridantriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsmaschine (10) wenigstens eine an einem Laufrad (11) angeordnete Schaufel (12) aufweist.Hybrid drive device according to claim 2, characterized in that the turbomachine ( 10 ) at least one on an impeller ( 11 ) arranged blade ( 12 ) having. Hybridantriebseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schaufel (12) innerhalb oder außerhalb eines Innenraumes (13) der Hohlachse (7) angeordnet ist.Hybrid drive device according to claim 3, characterized in that the at least one blade ( 12 ) inside or outside an interior space ( 13 ) of the hollow axle ( 7 ) is arranged. Hybridantriebseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsmaschine (10) von einem, vorzugsweise elektrischen, Antriebsmotor (18), antreibbar ist.Hybrid drive device according to one or more of claims 2 to 4, characterized in that the turbomachine ( 10 ) of a, preferably electric, drive motor ( 18 ), is drivable. Hybridantriebseinrichtung nach einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Hohlwelle (8) die Strömungsmaschine (10), insbesondere die wenigstens eine Schaufel (12), zum Fördern des Kühlfluides durch die Hohlwelle (8) verbunden ist, so dass eine Rotationsbewegung der Hohlwelle (8) eine Rotationsbewegung wenigstens eines Teils (12) der Strömungsmaschine (10), insbesondere der wenigstens einen Schaufel (12), bedingt.Hybrid drive device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that with the hollow shaft ( 8th ) the turbomachine ( 10 ), in particular the at least one blade ( 12 ), for conveying the cooling fluid through the hollow shaft ( 8th ), so that a rotational movement of the hollow shaft ( 8th ) a rotational movement of at least one part ( 12 ) of the turbomachine ( 10 ), in particular the at least one blade ( 12 ), conditional. Hybridantriebseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schaufel (12) als ein Gewinde (15) oder eine Schnecke (16) an der Innenseite (14) der Hohlwelle (8) ausgebildet ist.Hybrid drive device according to claim 6, characterized in that the at least one blade ( 12 ) as a thread ( 15 ) or a snail ( 16 ) on the inside ( 14 ) of the hollow shaft ( 8th ) is trained. Hybridantriebseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (15) oder die Schnecke (16) einteilig mit einer Hohlwelle (8) ausgebildet ist.Hybrid drive device according to claim 7, characterized in that the thread ( 15 ) or the snail ( 16 ) in one piece with a hollow shaft ( 8th ) is trained. Hybridantriebseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Hohlwelle (8) mittels einer von einem, vorzugsweise elektrischen, Antriebsmotor (18) angetriebenen Strömungsmaschine (10), insbesondere mit wenigstens einer an einem Laufrad (11) angeordneten Schaufel (12), das Kühlfluid förderbar ist.Hybrid drive device according to one or more of claims 6 to 8, characterized in that through the hollow shaft ( 8th ) by means of one of a, preferably electric, drive motor ( 18 ) driven turbomachine ( 10 ), in particular with at least one on an impeller ( 11 ) arranged blade ( 12 ), the cooling fluid is conveyed. Hybridantriebseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlachse (7) oder Hohlwelle (8) innenseitig mit Kühlrippen (17) versehen ist.Hybrid drive device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the hollow axle ( 7 ) or hollow shaft ( 8th ) inside with cooling fins ( 17 ) is provided. Hybridantriebseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridantriebseinrichtung (1) eine Kupplung (19) zum kraftschlüssigen Verbinden und Trennen der Verbrennungskraftmaschine (3) von einer Antriebswelle (20), insbesondere der Hohlwelle (8), umfasst.Hybrid drive device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the hybrid drive device ( 1 ) a coupling ( 19 ) for force-locking connection and disconnection of the internal combustion engine ( 3 ) from a drive shaft ( 20 ), in particular the hollow shaft ( 8th ). Elektromaschine (4) mit einer Hohlwelle (8) und wenigstens einem an der Hohlwelle (8) angeordnete rotierenden Rotor (6) und wenigstens einem um den Rotor (6) angeordneten feststehenden Stator (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (5) wenigstens ein Mittel (9) zum Fördern eines Kühlfluides durch die Hohlwelle (8) aufweist.Electric machine ( 4 ) with a hollow shaft ( 8th ) and at least one on the hollow shaft ( 8th ) arranged rotating rotor ( 6 ) and at least one around the rotor ( 6 ) fixed stator ( 5 ), characterized in that the electric machine ( 5 ) at least one means ( 9 ) for conveying a cooling fluid through the hollow shaft ( 8th ) having. Elektromaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Mittel (9) eine Strömungsmaschine (10), insbesondere wenigstens eine an einem Laufrad (11) angeordnete Schaufel (12), ist.Electric machine according to claim 13, characterized in that the at least one means ( 9 ) a turbomachine ( 10 ), in particular at least one on an impeller ( 11 ) arranged blade ( 12 ) is. Elektromaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (8) als Laufrad (11) fungiert und insbesondere die wenigstens eine Schaufel (12) an einer Innenseite (14) der Hohlwelle (8) ausgebildet ist.Electric machine according to claim 14, characterized in that the hollow shaft ( 8th ) as an impeller ( 11 ) and in particular the at least one blade ( 12 ) on an inside ( 14 ) of the hollow shaft ( 8th ) is trained.
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